KR101020195B1

KR101020195B1 - 자동차 발전기용 오토풀리

Info

Publication number: KR101020195B1
Application number: KR1020080041077A
Authority: KR
Inventors: 전창우
Original assignee: 전창우; (주)부광기어
Priority date: 2008-05-01
Filing date: 2008-05-01
Publication date: 2011-03-23
Also published as: KR20090115302A

Abstract

본 발명은 자동차 발전기용 오토풀리에 관한 것으로, 발전기의 회전자에 고정되는 고정구를 풀리몸체로부터 분리하여 구성하고, 특히 크랭크축의 정회전시에만 고정구가 풀리몸체와 일체로 회전하고, 크랭크축이 역회전시에는 풀리몸체만 공회전되도록 구성함으로써, 회전자의 역회전에 의한 역전류의 발생을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 벨트의 수명을 연장하여 안정적으로 이용할 수 있는 자동차 발전기용 오토풀리를 제공하는데 그 목적이 있다. 이를 실현하기 위한 수단으로서 본 발명에 따르는 자동차 발전기용 오토풀리는, 자동차용 발전기의 회전자(100) 단부에 고정설치되는 고정구몸체(10); 고정구몸체(10)의 외주면 중앙에 등간격으로 형성된 각 베어링장착부(12)에 탄성 설치되는 중앙베어링(20); 중앙베어링(20)의 지지를 받아 일방향으로만 회전가능하도록 베어링장착부(12)에 설치된 베어링홀더(30); 베어링장착부(12)의 상부와 하부에 위치하도록 고정구몸체(10)의 상하부에 각각 설치되는 상부 및 하부베어링(40a,40b); 및 베어링홀더(30), 상부 및 하부베어링(40a,40b)가 감압설치되는 장착구멍(51)이 중앙에 형성된 풀리몸체(50);를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

오토풀리, 니들베어링, 풀리, 자동차, 발전기

Description

자동차 발전기용 오토풀리{Auto-pulley for Generator of Automobile}

본 발명은 자동차 발전기용 오토풀리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엔진정지시 크랭크축이 관성력에 의해 발전기의 회전자가 역회전하는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 자동차 발전기용 오토풀리에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에는 엔진시동시 필요한 동력이라든가 라이트 시스템 등에서 필요로 하는 전원공급 및 충전기의 충전을 위하여 발전기가 구비되어 있다.

이러한 발전기는 시동모터, 압축기 등과 함께 엔진의 구동축, 즉 크랭크축과 벨트로 연결되어 연동하게 된다. 이때, 발전기는 벨트에 의해 연동될 수 있도록 회전자의 단부에 풀리가 장착된다. 이렇게 장착된 풀리는 크랭크축의 회전으로 벨트가 회전함에 따라 회전자를 회전시켜, 결국 발전기로부터 전원을 얻게 된다.

그러나, 종래의 발전기용 풀리는 다음과 같은 문제점이 있다.

1) 풀리가 회전자에 볼트 등으로 고정되어 설치되기 때문에, 엔진정지시 크랭크축이 관성에 의해 반대방향으로 회전하게 된다. 이에 회전자도 역회전을 하면서 역전류를 발생시키게 된다. 이러한 역전류로 인하여 발전기가 손상되는 경우가 발생한다.

2) 또한, 이러한 크랭크축의 관성에 의해 일정한 장력을 갖는 벨트가 밀리는 작용이 반복하여 이루어지기 때문에 벨트의 수명이 짧아지게 되는 원인으로 작용하고 있다.

3) 벨트로 연결된 각종 구성요소, 예를 들어, 발전기 뿐만 아니라 시동기라든가 압축기의 풀리가 동시에 역방향으로 움직이기 때문에 자동차 전체의 소음이 증가하게 되는 원인으로 작용하게 되었다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, 발전기의 회전자에 고정되는 고정구를 풀리몸체로부터 분리하여 구성하고, 특히 크랭크축의 정회전시에만 고정구가 풀리몸체와 일체로 회전하고, 크랭크축이 역회전시에는 풀리몸체만 공회전되도록 구성함으로써, 회전자의 역회전에 의한 역전류의 발생을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 벨트의 수명을 연장하여 안정적으로 이용할 수 있는 자동차 발전기용 오토풀리를 제공하는데 그 목적이 있다.

이를 실현하기 위한 수단으로서 본 발명에 따르는 자동차 발전기용 오토풀리는,

자동차용 발전기의 회전자(100) 단부에 고정설치되는 고정구몸체(10);

고정구몸체(10)의 외주면 중앙에 등간격으로 형성된 각 베어링장착부(12)에 탄성 설치되는 중앙베어링(20);

중앙베어링(20)의 지지를 받아 일방향으로만 회전가능하도록 베어링장착부(12)에 설치된 베어링홀더(30);

베어링장착부(12)의 상부와 하부에 위치하도록 고정구몸체(10)의 상하부에 각각 설치되는 상부 및 하부베어링(40a,40b); 및

베어링홀더(30), 상부 및 하부베어링(40a,40b)가 감압설치되는 장착구멍(51)이 중앙에 형성된 풀리몸체(50);를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 고정구몸체(10)는 회전자(100)가 삽입되는 고정구멍(11)의 내부에 회전자(100)와 치합되는 기어부(11a)와, 회전자(100)와 나사체결이 가능하도록 암나사부(11b)가 형성되어 있다. 특히, 고정구몸체(10)는 베어링장착부(12)의 상부와 하부에 위치하도록 외주면에 각각 와셔홈(13a,13b)이 형성된다.

또한, 각 베어링장착부(12)는 고정구몸체(10)의 길이방향을 따라 요홈 형상으로 이루어지고, 그 깊이가 중앙베어링(20)의 반경(r)보다 크고 그 직경(D)보다 작게 형성된다. 특히, 각 베어링장착부(12)는 바닥면이 반지름 방향에 대하여 수직으로 형성한다. 또한, 각 베어링장착부(12)는 바닥면의 양단 곡률이 서로 다르게 형성하며, 중앙베어링(20)이 장착되는 일단의 제2곡률부(R2)는 탄성스프링(21)이 장착되는 타단의 제1곡률부(R1)보다 크게 형성한다. 이때의 제2곡률부(R2)는 그 반경이 중앙베어링(20)의 반경과 같게 형성한다.

또한, 중앙베어링(20)은 니들베어링을 이용할 수 있다.

또한, 각 중앙베어링(20)은 고정구몸체(10)의 길이방향으로 설치되어 탄성스프링(21)의 지지를 받도록 설치한다.

또한, 베어링홀더(30)는 발전기에 장착된 상태에서 시계방향으로 회전하도록 설치된다. 특히, 베어링홀더(30)는 베어링장착부(12)의 상하부에 각각 장착되는 상하부와셔(31a,31b)를 포함하여 이루어진다. 뿐만 아니라, 베어링홀더(30)는 상부 및 하부베어링(40a,40b)의 외경과 동일한 외경의 실린더 형상으로 이루어진다.

또한, 상부 및 하부베어링(40a,40b)은 각각 미끄럼베어링인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

1) 풀리가 정회전시에만 회전하기 때문에 크랭크축이 관성 등에 의하여 역회전하더라도 이에 따라 회전자가 역회전하는 것을 방지할 수 있게 된다. 이에 따라 회전자의 역회전으로 발생되는 역전류에 의한 발전기의 손상을 막을 수 있다.

2) 또한, 크랭크축이 역회전을 하더라도 풀리가 고정구와 분리되어 벨트와 함께 회전하기 때문에 벨트가 파손되는 것을 막을 수 있게 되어 벨트의 수명을 연장하여 사용할 수 있다.

3) 특히, 크랭크축의 역회전시 반동에 의해 발전기라든가 압축기 또는 시동모터에 가해지는 반동력을 줄일 수 있기 때문에 이들 구성요소들로부터 발생되는 소음을 줄일 수 있게 된다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대하여 설명하면 다음과 같다.

(구성)

도 1은 본 발명에 따르는 자동차 발전기용 오토풀리의 구성을 나타내는 분해사시도이다. 여기서, 도면부호 "100"은 발전기의 회전자를 나타낸다.

본 발명에 따르는 오토풀리는 크게 회전자(100)에 장착되는 고정구몸체(10)와 이 고정구몸체(10)에 일방향으로만 회전이 가능하도록 설치되는 풀리몸체(50)를 포함하여 이루어진다. 특히, 고정구몸체(10)에는 외주면에 중앙베어링(20)과, 그 상하부에 각각 상하부 베어링(40a,40b)이 장착된다. 이를 좀 더 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따르는 고정구몸체를 보여주는 사시도이다. 도 2에서 도시된 바와 같이, 고정구몸체(10)는 길이방향으로 단차진 고정구멍(11)이 형성된 실린더 형상으로 이루어져 있다. 특히, 고정구멍(11)에는 대경부에 기어부(11a)가 형성되고, 소경부에는 암나사부(11b)가 형성되어 있다. 또한, 외주면에는 길이 중앙 부분에 베어링장착부(12)가 돌출되어 형성되어 있으며, 이 베어링장착부(12)의 상하부에는 각각 와셔홈(13a,13b)이 형성되어 있다.

도 3a는 본 발명에 따르는 베어링장착부(12)를 설명하기 위한 고정구몸체(10)의 평면도이다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 베어링장착부(12)에 중앙베어링(30)이 장착되고, 그 외곽으로 베어링홀더(40)가 장착된 상태를 보여준다. 베어링장착부(12)는 고정구몸체(10)의 외주면에 등간격으로 형성된다. 도 2에서는 8개으 베어링장착부(12)가 형성된 예를 보여주고 있다. 각 베어링장착부(12)는 고정구몸체(10)의 전체 길이에 걸쳐 요홈 형상으로 절개되어 이루어진다. 특히, 베어링장착부(12)는 바닥면이 원주방향에 대하여 수직으로 형성되어 있다. 또한, 베어링장착부(12)는 바닥면의 양단 부에 각각 서로 다른 제1 및 제2곡률부(R1,R2)로 가공된다. 이때의 제1 및 제2곡률부(R1,R2)는 후술하게 될 중앙베어링(20)과 탄성스프링(21)의 장착 위치에 따라 결정된다. 즉, 제1곡률부(R1)는 탄성스프링(21)의 단부를 지지하고, 제2곡률부(R2)는 중앙베어링(20)을 지지하게 된다. 이에, 제1곡률 부(R1)는 제2곡률부(R2)보다 곡률반경을 작게 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 제1곡률부(R1)의 측벽은 위로 올라갈수록 안쪽으로 경사지는 형태로 제작하여 탄성스프링(21)의 지지 및 밖으로 튕겨져 나가는 것을 방지할 수 있도록 형성한다. 뿐만 아니라 제2곡률부(R2)는 곡률반경을 중앙베어링(20)의 반경과 같게 형성하여 접촉력을 높일 수 있게 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 베어링장착부(12)는 요홈 형상의 높이가 중앙베어링(20)의 반경(r)보다 크고 직경(D)보다 작게 형성하는 것이 바람직하다. 이는 베어링장착부(12)에 수용되는 중앙베어링(20)이 후술하게 될 베어링홀더(30)와의 간섭을 통해 고정구몸체(10)와 풀리몸체(50)가 함께 회전할 수 있게 하기 위함이다. 이에 대한 작동설명은 후술하기로 한다.

또한, 이와 같이 이루어진 베어링장착부(12)에 장착되는 중앙베어링(20)으로는 니들베어링을 이용할 수 있다.

한편, 고정구몸체(10)는 베어링장착부(12)에 베어링홀더(30)를 더 구비하게 된다. 베어링홀더(30)는 베어링장착부(12)를 외부에서 감싸주는 얇은 실린더 형상으로 이루어져 있다. 특히, 베어링홀더(30)는 도 3b에 도시된 바와 같이, 고정구몸체(10)의 외경(Dc)에 중앙베어링(20)의 직경(D)의 2배를 더한 길이 또는 이보다 조금 큰 길이의 내경으로 형성한다. 이는 중앙베어링(20)이 베어링장착부(12)의 바닥면 중앙에 있는 경우 베어링홀더(30)가 자유롭게 미끌림 회전이 가능하게 하고, 중앙베어링(20)이 베어링장착부(12)의 바닥면 중앙부분에서 벗어나게 되면 간섭을 받 게 하기 위함이다.

또한, 베어링홀더(30)는 중앙베어링(20)의 지지를 위해 상하부 와셔(31a,31b)를 포함한다. 상하부와셔(31a,31b)는 각각 고정구몸체(10)의 와셔홈(13a,13b)에 장착된다. 이에 따라 각 중앙베어링(20) 및 탄성스프링(21)은 베어링홀더(30)와 상하부 와셔(31a,31b)에 의해 형성되는 공간 상에 둘러싸이게 된다.

또한, 고정구몸체(10)에는 외주면에 베어리장착부(12)를 중심으로 위아래에 각각 상부 및 하부베어링(40a,40b)이 구비되어 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상부 및 하부베어링(40a,40b)은 미끄럼 베어링을 채용하는 것이 바람직하다. 이는 접촉면적을 최대화하기 위함이다. 특히, 상부 및 하부베어링(40a,40b)은 외경이 베어링홀더(30)와 동일한 외경을 갖는 것을 이용하게 된다.

이와 같이 이루어진 고정구몸체(10)는 풀리몸체(50)에 삽입장착된다. 풀리몸체(50)는 외주면에 벨트와 결합될 수 있도록 벨트홈(52)이 형성된다. 또한, 일면의 중앙에는 고정구몸체(10)를 감압설치하기 위한 장착구멍(51)이 형성되어 있다. 특히, 장착구멍(51)은 베어링홀더(30)의 외경과 같거나 이보다 조금 작은 내경을 형성된다. 이는 고정구몸체(10)를 장착구멍(51)에 강제로 감압설치하기 위함이다. 또한, 고정구몸체(10)는 풀리몸체(50)와 결합된 상태로, 회전자(100)에 치합되어 볼트(60)로 체결 고정된다.

(작동)

도 4a는 본 발명에 따르는 자동차 발전기용 오토풀리의 정방향으로 회전시의 회전 상태를 설명하기 위한 평면도이다. 여기서, 도면부호 "100"은 발전기의 회전자를, 도면부호 "200"은 벨트를 각각 나타낸다.

도 4a에 도시된 바와 같이, 자동차의 시동을 걸게 되면 크랭크축과 연결된 벨트(200)가 회전을 하게 된다. 여기서, 벨트(200)는 반시계방향으로 회전하는 것으로 가정한다. 벨트가 회전을 하게 되면, 풀리몸체(50)가 반시계방향으로 회전을 하게 된다. 이에 따라 풀리몸체(50)와 면접촉된 베어링홀더(30)가 함께 회전을 하게 된다. 이때, 중앙베어링(20)도 선접촉에 의해, 도 4a의 화살표로 표시한 바와 같이, 베어링장착부(12)의 바닥면을 따라 움직이게 된다. 중앙베어링(20)은 베어링장착부(12)의 일측으로 움직임에 따라 베어링홀더(30)와 간섭을 일으키게 되고, 이러한 간섭으로 중앙베어링(20)은 베어링장착부(12)와 베어링홀더(30) 사이에 끼인 형태가 된다. 따라서, 베어링홀더(30)와 고정구몸체(10)가 동시에 회전하게 된다. 이 고정구몸체(10)가 회전하게 되면 그 중앙에 장착된 발전기(미도시됨)의 회전자(100)가 회전하면서 전원을 생성하게 된다. 이 경우에, 상하부베어링(40a,40b)은 고정구몸체(10)와 풀리몸체(50) 사이에서 밀착되어 함께 회전하는 상태로 있게 된다.

도 4b는 본 발명에 따르는 자동차 발전기용 오토풀리가 역방향으로 회전시의 회전 상태를 설명하기 위한 평면도이다. 여기서, 도면부호 "100"은 발전기의 회전자를, 도면부호 "200"은 벨트를 각각 나타낸다.

주행중이던 자동차가 시동을 끄게 되면 크랭크축은 관성에 의해 좌우로 교반 회전을 하게 된다. 도 4b에서는 이러한 교반회전중 역방향으로 회전하는 상태를 보여주고 있다. 크랭크축의 교반 회전에 의해 벨트(200)가 시계방향으로 회전하게 되면, 풀리몸체(50)도 시계방향으로 회전하게 된다.

이에 풀리몸체(50)에 감압설치된 베어링홀더(30)도 함께 시계방향으로 움직이게 된다. 이때, 베어링홀더(30)와 베어링장착부(12) 사이에 끼인 상태에 있던 중앙베어링(20)이 구름작용에 의해 베어링장착부(12)의 바닥면 중앙부분으로 이동하게 된다. 중앙베어링(20)이 베어링장착부(12)의 바닥면 중앙부분까지 이동하게 되면, 베어링장착부(12)와 베어링홀더(30) 사이에서 접촉이 이루어지지 않거나 접촉력이 약해지기 때문에 고정구몸체(10)는 더이상 회전을 하지 않게 된다. 이에 따라 발전기(미도시됨)의 회전자(100)가 회전하지 않게 되어 역전류의 생성을 막을 수 있게 되는 것이다. 이 경우, 상하부베어링(40a,40b)은 고정구몸체(10)에 지지된 상태에서 풀리몸체(50)만 회전하도록 지지해 주게 된다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이 다.

도 1은 본 발명에 따르는 자동차 발전기용 오토풀리의 구성을 나타내는 분해사시도.

도 2는 본 발명에 따르는 고정구몸체를 보여주는 사시도.

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따르는 베어링장착부를 설명하기 위한 고정구몸체의 평면도.

도 4a는 본 발명에 따르는 자동차 발전기용 오토풀리의 정방향으로 회전시의 회전 상태를 설명하기 위한 평면도.

도 4b는 본 발명에 따르는 자동차 발전기용 오토풀리가 역방향으로 회전시의 회전 상태를 설명하기 위한 평면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 고정구몸체

11 : 고정구멍

11a : 기어부

11b : 암나사부

12 : 베어링장착부

13a, 13b : 와셔홈

20 : 중앙베어링

21 : 탄성스프링

30 : 베어링홀더

31a : 상부와셔

31b : 하부와셔

40a : 상부베어링

40b : 하부베어링

50 : 풀리몸체

51 : 장착구멍

52 : 벨트홈

100 : 회전자

200 : 벨트

R1 : 제1곡률부

R2 : 제2곡률부

Claims

자동차용 발전기의 회전자(100) 단부에 삽입 고정설치되는 고정구멍(11)의 내부에 상기 회전자(100)와 치합되는 기어부(11a)와, 상기 회전자(100)와 나사체결이 가능하도록 암나사부(11b)가 형성되어 있는 고정구몸체(10);

상기 고정구몸체(10)의 외주면 중앙에 등간격으로 형성된 각 베어링장착부(12)에 탄성 설치되는 중앙베어링(20);

상기 중앙베어링(20)의 지지를 받아 일방향으로만 회전가능하도록 상기 베어링장착부(12)에 설치된 베어링홀더(30);

상기 베어링장착부(12)의 상부와 하부에 위치하도록 상기 고정구몸체(10)의 상하부에 각각 설치되는 상부 및 하부베어링(40a,40b); 및

상기 베어링홀더(30), 상부 및 하부베어링(40a,40b)가 감압설치되는 장착구멍(51)이 중앙에 형성된 풀리몸체(50);를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차 발전기용 오토풀리.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 고정구몸체(10)는 상기 베어링장착부(12)의 상부와 하부에 위치하도록 외주면에 각각 와셔홈(13a,13b)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차 발전기용 오토풀리.
제 1 항에 있어서,

상기 각 베어링장착부(12)는 상기 고정구몸체(10)의 길이방향을 따라 요홈 형상으로 이루어지고, 요홈의 깊이가 상기 중앙베어링(20)의 반경(r)보다 크고 상기 중앙베어링(20)의 직경(D)보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 자동차 발전기용 오토풀리.
제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,

상기 각 베어링장착부(12)는 바닥면이 반지름 방향에 대하여 수직으로 형성된 것을 특징으로 하는 자동차 발전기용 오토풀리.
제 5 항에 있어서,

상기 각 베어링장착부(12)는 바닥면의 양단에 형성된 제1곡률부(R1) 및 제2곡률부(R2)의 곡률반경이 서로 다른 것을 특징으로 하는 자동차 발전기용 오토풀리.
제 6 항에 있어서,

상기 베어링장착부(12)는 상기 중앙베어링(20)이 장착되는 일단의 제2곡률부(R2)가 탄성스프링(21)이 장착되는 타단의 제1곡률부(R1)보다 큰 것을 특징으로 하는 자동차 발전기용 오토풀리.
제 7 항에 있어서,

상기 제2곡률부(R2)는 그 반경이 상기 중앙베어링(20)의 반경과 같은 것을 특징으로 하는 자동차 발전기용 오토풀리.
제 1 항에 있어서,

상기 중앙베어링(20)은 니들베어링인 것을 특징으로 하는 자동차 발전기용 오토풀리.
제 1 항 또는 제 9 항에 있어서,

상기 각 중앙베어링(20)은 상기 고정구몸체(10)의 길이방향으로 설치되어 탄성스프링(21)의 지지를 받는 것을 특징으로 하는 자동차 발전기용 오토풀리.
제 1 항에 있어서,

상기 베어링홀더(30)는 발전기에 장착된 상태에서 시계방향으로 회전하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차 발전기용 오토풀리.
제 1 항 또는 제 11 항에 있어서,

상기 베어링홀더(30)는 상기 베어링장착부(12)의 상부 및 하부에 각각 장착되는 상부와셔(31a)와 하부와셔(31b)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차 발전기용 오토풀리.
제 12 항에 있어서,

상기 베어링홀더(30)는 상기 상부 및 하부베어링(40a,40b)의 외경과 동일한 외경의 실린더 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차 발전기용 오토풀리.
제 1 항에 있어서,

상기 상부 및 하부베어링(40a,40b)은 각각 미끄럼베어링인 것을 특징으로 하는 자동차 발전기용 오토풀리.